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PTFE膨體材料的簡(jiǎn)介
日期：2024-09-01 10:25
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摘要：
PTFE膨體材料的簡(jiǎn)介
膨體”到底是個(gè)什麼東西？Gore-tex（高泰克斯）、聚四氟乙烯（PTFE）和膨體，這麼多名字哪一個(gè)才是這種材料？
膨體”到底是個(gè)什麼東西？Gore-tex（高泰克斯）、聚四氟乙烯（PTFE）和膨體，這麼多名字哪一個(gè)才是這種材料？
的從它的發(fā)明來(lái)曆說(shuō)起，PTFE是一種用途非常廣泛、具有彈性的氟聚合物。Polytetrafluoroethylene這是膨體的英文名字。Poly-是“聚合”的意思；tetra-在英文裡是“四”的詞綴；fluoro-是一種化學(xué)元素“氟”；ethylene-是我們大家都很熟悉的一種高分子材料：乙烯。因此學(xué)名又叫聚四氟乙烯。取了它的四個(gè)大寫字母做為簡(jiǎn)寫：PTFE。
1958年，BillGore和他的太太VieveGore在美國(guó)特拉華州Newark市，自己家裡的地下室裡成立了戈?duì)枺℅ore）公司，此公司後來(lái)成為**500強(qiáng)之一。BillGore這個(gè)人以前是做化工行業(yè)的，主要研究是絕緣材料，他把聚四氟乙烯研究得很深入。Gore-tex 中文名字也叫“高泰可斯”的東西，便是PTFE拉長(zhǎng)而來(lái)的，這是這種材料的注冊(cè)商標(biāo)。公司從生產(chǎn)專業(yè)絕緣電線起家，采用PTFE作絕緣材料。1969年，Gore夫婦的兒子BobGore發(fā)現(xiàn)在適當(dāng)拉伸下，PTFE能夠延展成一種高強(qiáng)度的多孔材料，他把這種材料注冊(cè)為GORE-TEX.所以，GORE-TEX（“高泰可斯”），便是PTFE拉長(zhǎng)而來(lái)的，這是這種材料的注冊(cè)商標(biāo)。因?yàn)槭抢靿赫苟鴣?lái)，所以現(xiàn)在在前麵又加了一個(gè)英文名字expended，所以很多學(xué)術(shù)期刊上便把它叫做ePTFE（expendedPolytetrafluoroethylene）了。
所以Gore-tex（高泰克斯）、聚四氟乙烯（PTFE）和膨體其實(shí)是同樣材料的不同叫法罷了。
為什麼把它叫做“乙烯”呢？它和日常生活中的乙烯塑料有什麼區(qū)彆？
這是一個(gè)化學(xué)方麵的知識(shí)。在原子結(jié)構(gòu)上，氫和氟的外層都需要一個(gè)電子對(duì)才能達(dá)到穩(wěn)定。它們與C結(jié)合時(shí)都是以共價(jià)鍵的方式存在，這種鍵非常穩(wěn)定，這也是它不易降解和變性的分子基礎(chǔ)。因?yàn)樾纬删酆衔锏臋C(jī)理一樣，所以就叫做“乙烯”，和“烷”和“烴”區(qū)分開(kāi)。當(dāng)將聚乙烯（－CH2－CH2－）n中的氫換成氟的時(shí)候, 就變成（－CF2－CF2－）n，看到吧，每個(gè)單體有四個(gè)“氟”，所以是聚“四”氟乙烯。
國(guó)外有文獻(xiàn)研究就表明：在體內(nèi)冇有發(fā)現(xiàn)可以破壞C－F鍵的酶，說(shuō)明人體無(wú)法破壞它的基本分子結(jié)構(gòu)。它因?yàn)橛羞@樣的化學(xué)結(jié)構(gòu)，不易被降解和吸收，所以它能夠作為人體組織的充填物存在使用。
這種材料在物理學(xué)上具備以下特性，
l 不粘性（負(fù)電荷）
l 不形成血栓
l 延展性
這些特性對(duì)於它在人體中的使用非常重要。
因?yàn)樾纬晒矁r(jià)鍵時(shí)，氟有多餘的電子，所以整體材料會(huì)帶負(fù)電。這使得它不會(huì)有粘性，不會(huì)象汽油或是凝膠一樣粘乎乎的。
同時(shí)因?yàn)樗w帶負(fù)電，與同樣帶負(fù)電的血小板會(huì)產(chǎn)生排斥作用，因此不會(huì)形成血栓，這是它做為心臟瓣膜和人工血管很重要的機(jī)理。
在物理形態(tài)上它整體帶有延展性，可以被拉長(zhǎng)、壓薄或成形而不會(huì)有回彈性，因此可以被做成各種規(guī)格的材料。同時(shí)因?yàn)樗倪@些物理性質(zhì)，使得在雕刻塑形時(shí)必須用刀去“削”，而不能用剪或鉗子去擠壓這個(gè)材料。
這種化工材料在日常生活中應(yīng)用很廣泛，它絕緣，防水，還可以有部分透光性。帳篷上便會(huì)有這種材料(戶外運(yùn)動(dòng)的一些裝備上用的很多)。北京奧運(yùn)場(chǎng)館“水立方”上要覆蓋這種材料的薄膜。
如果在Google上用Gore-tex做為主題詞，可以查出來(lái)的很多東西都是密封材料。但我們這裡隻是關(guān)注它在*學(xué)上的應(yīng)用。
1975年美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）批準(zhǔn)了Gore-tex的人工血管和心臟瓣膜的臨床應(yīng)用，以後Gore-tex被廣泛用於心血管外科、普通外科、骨科。到目前為止，全**有超過(guò)550萬(wàn)的人體內(nèi)植有戈?duì)?療產(chǎn)品。根據(jù)Gore公司的官方網(wǎng)站上所公布的產(chǎn)品規(guī)格，目前在皮下進(jìn)行充填的補(bǔ)片分為非加強(qiáng)型（nonreinforced），也就是全部由PTFE構(gòu)成；還有一種是加強(qiáng)型（Reinforced），除PTFE以外，還加了一些氟化丙乙烯（FEP，另外一種人體植入材料），在保持柔軟度的基礎(chǔ)上增加它的硬度，以方便進(jìn)行雕刻和塑形。目前在隆鼻術(shù)中所用到的材料，基本上都是這種加強(qiáng)型，它在體外很柔軟，但一進(jìn)入身體後，支撐力與人體的軟骨相當(dāng)。
在麵部應(yīng)用膨體材料是從1983年開(kāi)始的，之後有相當(dāng)多的報(bào)告不斷出來(lái)。目前偏好使用膨體的*生和求美者正在越來(lái)越多。表麵上看來(lái)，這個(gè)材料很象泡沫塑料，實(shí)際上，這種材料與泡沫塑料有天壤之彆，我們可以從它在電子顯微鏡下的形態(tài)表現(xiàn)上看一下，它的微孔結(jié)構(gòu)和組成方式都決定了它是*合適的人體組織代用品。
1． ePTFE材料由膨體聚四氟乙烯（PTFE）的柱狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成，連接著各個(gè)方向排列的PTFE纖維，這使材料的各個(gè)方向的力量平衡。
2． 結(jié)間纖維的平均長(zhǎng)度（如：孔的大?。┦?0－25μm，這種獨(dú)特的微孔超微結(jié)構(gòu)使它具有生物材料的特點(diǎn)――易彎曲，柔軟，不易磨損。另外這種超微結(jié)構(gòu)也允許細(xì)胞浸潤(rùn)和組織長(zhǎng)入。
當(dāng)它被放大時(shí)，可以看到它的細(xì)微結(jié)構(gòu)：由許多的小柱以“手牽手”的方式組合起來(lái)，這決定了它具有牢固、柔軟和彎曲等特性。
我們對(duì)這個(gè)材料的化學(xué)組成以及微觀結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)有了了解以後，必須還要解決一個(gè)問(wèn)題：它在人體內(nèi)**嗎？國(guó)外有人專門研究了ePTFE在植入體內(nèi)後的病理反應(yīng)：當(dāng)材料植入後，因?yàn)椴牧系挠H水性，會(huì)在材料周圍聚集纖維蛋白原、白蛋白、**球蛋白、纖維凝集素等，其中白蛋白會(huì)迅速在材料周圍形成一層保護(hù)膜，使之不會(huì)吸引來(lái)炎細(xì)胞（排異反應(yīng)發(fā)生的*主要的因素）。另一方麵，纖維蛋白原的聚集又會(huì)引起急性的炎性反應(yīng)。胞外的蛋白和蛋白多糖在材料外形成一個(gè)基質(zhì)，使得細(xì)胞可以粘附在上麵。主要聚集的細(xì)胞是成纖維細(xì)胞。成纖維細(xì)胞會(huì)分泌一些膠原成分在材料表麵和微孔中。這時(shí)必須要提到一種細(xì)胞：巨噬細(xì)胞。這種細(xì)胞可以吞噬20微米以下的顆粒，（這是機(jī)體**異物的主要方式）但對(duì)100微米以上的則吞不下。很多注射的材料卻很可怕，它們?cè)隗w內(nèi)形成的小顆粒在20－60微米之間，巨噬細(xì)胞吞下去，自己卻被“撐”死了，它死前又會(huì)給自己的同類發(fā)出信號(hào)，吸引更多的巨噬細(xì)胞來(lái)前赴後繼.....直白點(diǎn)說(shuō)，就是注射材料的部位始終是一個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)，局部發(fā)紅、腫、痛，*後形成慢性炎性反應(yīng)。這時(shí)就可以看出膨體不會(huì)裂解的好處了，巨噬細(xì)胞無(wú)法吞下它，使它可以和人體和平共處。
在麵部應(yīng)用膨體材料是從1983年開(kāi)始的，之後有相當(dāng)多的報(bào)告不斷出來(lái)。結(jié)果很讓人欣慰。冇有嚴(yán)重的並發(fā)癥出現(xiàn)，但提到了感染的現(xiàn)象很多。有一些*生做得不好，會(huì)墊得過(guò)高。這種並發(fā)癥可能是美容外科特有的－形態(tài)不美也可以做為並發(fā)癥出現(xiàn)在文獻(xiàn)中。
所有的手術(shù)都是有風(fēng)險(xiǎn)的。使用膨體隆鼻*怕的一件事情就是：感染。膨體對(duì)手術(shù)環(huán)境的要求很高，必須做到完全無(wú)菌。為什麼？這和它的結(jié)構(gòu)是有關(guān)係的。膨體的孔徑平均是22微米。這個(gè)孔徑可以讓平均直徑為1微米的**毫不困難地在裡麵存留，但****的巨噬細(xì)胞隻能進(jìn)到孔徑在50微米以上的間隙中，導(dǎo)致**一旦進(jìn)入膨體的微孔就象進(jìn)入了避難所一樣**。引起感染的主要**還是以金黃色葡萄球菌這種化膿性的**為主。所以做膨體隆鼻一定要在**條件較好的手術(shù)室裡進(jìn)行。如果術(shù)後不幸出現(xiàn)了感染的現(xiàn)象，一定要及時(shí)地取出，否則想要控製感染幾乎不可能。
綜上所述，膨體聚四氟乙烯是一種**的皮下植入體，其塑形容易，用於隆鼻等真實(shí)感較強(qiáng)（比較於矽膠），和組織有更加好的相容性，有廣泛的應(yīng)用前景。但是價(jià)格較昂貴，並且使用中必須注意嚴(yán)格預(yù)防感染的發(fā)生，由於其多孔的特性，一旦感染出現(xiàn)將很難控製，一般隻有將其取出，這是膨體聚四氟乙烯材料需要進(jìn)一步研究解決的問(wèn)題。
